Materiały termoizolacyjne - rodzaje, właściwości

Podstawowym zadaniem termoizolacji jest zatrzymanie przepływu ciepła między stykającymi się powierzchniami. Odpowiednio dobrany materiał izolacyjny nie tylko uchroni dom przed stratami ciepła, ale też pozwoli bezpiecznie przebywać w pobliżu pieców wysokotemperaturowych. Poniżej przedstawimy kilka najważniejszych cech oraz popularnych rodzajów materiałów termoizolacyjnych.

Właściwości materiałów termoizolacyjnych

Wybierając materiały izolacyjne, należy wziąć pod uwagę kilka cech, pod których kątem będzie je można między sobą porównywać. Oto najważniejsze z nich:

• współczynnik przewodzenia ciepła,
• współczynnik emisyjności powierzchni,
• gęstość,
• mostki termiczne,
• pojemność cieplna,
• grubość izolacji termicznej.

Typy (rodzaje) materiałów termoizolacyjnych

Materiały termoizolacyjne można z grubsza podzielić na dwie kategorie - materiały izolacyjne stosowane w budownictwie i wysokotemperaturowe. Poniżej pokrótce przedstawimy po kilka najbardziej popularnych pozycji z obu kategorii.

Izolacje budowlane

Materiały tego typu stosowane są w budownictwie do ocieplania domów i innych budynków. Ich zadaniem jest przede wszystkim zatrzymanie ciepła wewnątrz w trakcie sezonu grzewczego i zapobiegnięcie przenikania doń chłodu z zewnątrz. Dobrze zaizolowany budynek będzie także mniej się nagrzewał w upalne dni. Do materiałów często wykorzystywanych w budownictwie należą:

Styropian

Pod tą popularnie stosowaną nazwą kryje się nic innego jak spieniony polistyren. Dostępny jest w postaci całych płyt różnej grubości oraz w formie taśm, granulatu, płyt naciętych poprzecznie lub ryflowanych.

Styropian jest bardzo lekkim materiałem, przez co może być stosowany właściwie na każdym typie ściany lub stropu bez ich nadmiernego obciążania. Jego współczynnik przewodzenia ciepła ? wynosi 0,031-0,045 W/(m2K), dzięki czemu zapewnia skuteczną ochronę zarówno przed chłodem, jak i upałami. Ponadto tłumi również drgania akustyczne, co czyni z niego świetny materiał na warstwy przegród pionowych, stropów i podłóg oraz izolację rur i pionów kanalizacyjnych.

Wełna mineralna

Naturalny produkt wytwarzany ze skał (wapienia, dolomitu, gabro lub bazaltu), które po stopieniu są rozdzielane na cieniutkie włókna. Na koniec zlepia się je ze sobą żywicą i formuje w pożądane kształty. Innym rodzajem wełny mineralnej jest wełna szklana produkowana z przetworzonej tłuczki szklanej i piasku kwarcowego. Wełna mineralna wykazuje bardzo dobre właściwości termoizolacyjne (współczynnik przewodzenia ciepła ? = 0,030-0,043 W/(m2K)), dużą przepuszczalność pary wodnej. Ponadto jest sprężysta i dobrze pochłania dźwięki. Sprzedawana jest w formie mat, płyt lub granulatu.

Materiał ten sprawdza się świetnie w izolacjach ścian, posadzek, poddaszy, a nawet rur i kominków (do tych ostatnich stosuje się wełnę z dodatkami, np. folią aluminiową, które poprawiają jej izolacyjność cieplną w trudnych warunkach).

Keramzyt

Bardzo lekkie kruszywo wytwarzane z gliny, wykazujące dobre właściwości izolacyjne (? = 0,075 - 0,080 W/(m2K)). Jest odporne na wilgoć, mrozy, pleśnie i grzyby. Ponadto jest materiałem niepalnym.

Ze względu na sypką postać, keramzyt stosuje się wyłącznie do izolacji poziomych powierzchni - posadzek (głównie piwnicznych), stropów i stropodachów. Z keramzytu wytwarza się również lekki beton pozwalający zmniejszyć ciężar stropu przy jednoczesnym zachowaniu jego właściwości izolacyjnych.

Neopor (styropian grafitowy)

Odmiana styropianu z dodatkiem granulatu grafitowego zwanego neopor. Domieszka grafitu poprawia izolacyjność o około 20% w stosunku do tradycyjnego styropianu ( ? = 0,031-0,033 W/(m2K)). Dostępny jest w blokach, płytach i formie kształtek.

Jeśli o zastosowanie chodzi, sprawdzi się w tych samych miejscach, co styropian, choć najczęściej wykorzystuje się go zewnętrznej izolacji elewacji.

Polistyren ekstrudowany (XPS)

Twardsza i tańsza alternatywa dla styropianu o zbliżonych właściwościach izolacyjnych (? = 0,034-0,036 W/(m2K)). Dostępny w postaci płyt o gładkiej lub chropowatej powierzchni. Jest odporny na przeciążenia i działanie wilgoci.

Ze względu na swoje właściwości może być stosowany w miejscach narażonych na duże obciążenia (np. na ścianach fundamentowych) oraz na wilgoć (np. posadzki położone na gruncie, ściany piwnic czy stropy).

Izolacje wysokotemperaturowe

Materiały tego typu przeznaczone są do domowego i przemysłowego użytku, wszędzie tam, gdzie ma się do czynienia z naprawdę wysokimi temperaturami (przekraczającymi nawet 1000°C). Wykazują one bardzo niski współczynnik przewodzenia ciepła, odporność na szok termiczny i dobrą izolacyjnością akustyczną. Do izolacji wysokotemperaturowych zaliczamy:

Włókna ceramiczne

Włókna przędzone ze stopionego glinokrzemianu to bardzo lekki materiał o świetnych właściwościach izolacyjnych (? = 0,020-0,027 W/(m2K)). Materiały izolacyjne na ich bazie mogą być wykorzystywane w miejscach narażonych na temperatury sięgające nawet 1430°C. Z włókien ceramicznych wytwarza się płyty, maty, moduły i papier ceramiczny.

Izolacje z włókien ceramicznych sprawdzają się idealnie przy:

• Ogniotrwałych wyłożeniach ścian, sufitów, drzwi, kominów, pieców przemysłowych itp.,
• Wyłożeniach komór spalania, kotłów i nagrzewnic,
• Dodatkowej izolacji wymurówek ceglanych i monolitycznych,
• Transporcie ciekłego aluminium oraz innych metali nieżelaznych,
• Połączeniach ekspansyjnych płyt,
• Barierach chroniących przed płomieniami i ciepłem,
• Gorących warstwach powierzchniowych pieców z atmosferą erozyjną lub o dużej prędkości przepływu.

Wermikulit

Występujący naturalnie minerał, z którego pomocą można izolować instalacje pracujące przy temperaturze rzędu 1100°C. Dostępny jest luzem, w formie płyt lub cementu. Cement taki jest o około 20% lżejszy od zwykłego, przy czym izoluje on około 20x lepiej - 25 mm warstwa odpowiada pod tym względem 500 mm warstwie standardowego betonu.

Bardzo dobra izolacyjność cieplna (? = 0,015-0,04 W/(m2K)) sprawia, że wermikulit ma szerokie zastosowanie - do izolacji urządzeń grzewczych wykorzystywanych w gastronomii (grille, podgrzewacze, piekarniki, elementy grzejne wokół płyt grzejnych), bojlerów domowych (izolacja komór paleniskowych i wkładów kominkowych), jak i do izolacji pieców przemysłowych (warstwa tylna izolacji cieplnej lub ogniowa).

Izolacje krzemianowo-wapniowe

Mają postać lekkich płyt (pojedynczy arkusz waży ok. 5 kg), które dają się łatwo ciąć (wystarczą narzędzia do obróbki drewna) i wykazują niezwykle korzystny współczynnik ? - 0,16 W/(m2K) w 1000°C.

Płyty krzemianowo-wapniowe sprawdzają się świetnie w zastosowaniach domowych - można z nich tworzyć obudowy kominkowe, tylne izolacje pieców wolnostojących, czy użyć do zabezpieczania przed przegrzewaniem ścian przy wyjściu przewodu kominowego.

Filc z włókien szklanych

Materiał stanowiący świetną izolację akustyczną, mogący pracować przy temperaturze sięgającej 550°C. Jest bardzo miękki, elastyczny i łatwy w obróbce. Jego współczynnik ? w 300°C wynosi 0,076 W/(m2K).

Filc z włókien szklanych znajduje zastosowanie w izolacjach maszyn, domowych instalacji grzewczych (w tym kominków) oraz przemysłowych (rur, zaworów, kolektorów).

Materiały do izolacji termicznej to dość szeroka kategoria, w której można znaleźć zarówno te przeznaczone do ocieplania domów, jak i takie stworzone z myślą o przemysłowych piecach wysokotemperaturowych. Dobór odpowiedniego materiału pozwala zachować komfort cieplny przy jednoczesnym zabezpieczeniu przed zagrożeniami związanymi z temperaturą, zarówno niską, jak i wysoką.

Źródło: www.vitcas.pl.